Фабрика с искусственным интеллектом будет более производительной и впечатляющей, чем фабрика с компьютерами, и снова позволит оборудованию оставаться на шаг впереди.

6 лет назад, когда мы только начинали нашу нынешнюю компанию Нанотроникс, я и мой соучредитель (который является моим отцом и моим деловым партнером на протяжении 17 лет) сидели в самолете рядом с программистом из Nvidia, первоклассные производители графических процессоров. Графические процессоры — это узкоспециализированные компьютерные чипы, изначально предназначенные для ускорения обработки видеоинформации в компьютере. Наш разговор привел к обсуждению будущего компьютерного оборудования, и я был взволнован больше, чем когда-либо. Наш новый друг пригласил нас в штаб-квартиру своей компании в Силиконовой долине, где мы вошли в комнату, где были самые последние демонстрации их процессоров GPU. Мы видели видеоигры с настолько реалистичной и впечатляющей графикой, что все, что я видел ранее, казалось упрощенным и мультяшным. Так же впечатляюще, игры мгновенно реагировали на мои нажатия кнопок управления. После экскурсии мы оказались в столовой компании, где сотрудники играли в аркадные игры 1980-х годов Астероиды. Этот контраст показался мне забавным, но этот опыт заставил меня задуматься о нанотронике и укрепил мысль о том, что одна из наших основных целей должна состоять в том, чтобы сделать проверку полупроводников такой же быстрой и с таким же скачком разрешения, как те удивительные видеоигры, которые мы видели в демонстрационной комнате. . Это также заставило меня кое-что понять о состоянии компьютерного оборудования и программного обеспечения в 2010 году. Усовершенствованное аппаратное обеспечение графического процессора просто ждало, пока программное обеспечение догонит его. Игры были крутыми и впечатляющими, но, конечно же, были и другие вещи, которые можно и нужно было использовать на таком мощном оборудовании. Были ли достижения в области медицины, материалов, авиации и электроники, которые были приостановлены, пока мы ждали, когда ученые и инженеры-программисты смогут использовать эту удивительную аппаратную технологию?

У меня не было никакой реальной инсайдерской информации, за исключением моего личного опыта работы на заводе с приборами с восьми лет. В 1982 году мой отец, Джон Путман, основал компанию, в которой я в конце концов перешел на работу. Tech Pro сделал для резиновой и химической промышленности что-то похожее на то, что меня все больше вдохновляло делать с нашей новой компанией Nanotronics. В 1982 году такие видеоигры, как Asteroids, действительно были одним из наиболее впечатляющих способов использования компьютерного оборудования той эпохи. В 1982 году я получил Atari 2600 в качестве рождественского подарка. Это был также год, когда наш новый семейный бизнес начал выпускать первые ПК в заводских цехах. Во многих отношениях это не должно было быть чем-то новым, но кажется, что развлекательные приложения часто опережают и вдохновляют прагматические приложения, когда речь идет об аппаратных инновациях. Это, конечно, было преимуществом Tech Pro. Мой отец смотрел, как я играю в Space Invaders, и даже такая простая игра, должно быть, вселила в него уверенность, что вычислительная мощность опережает приложения для производства программного обеспечения на заводах. Закон Мура был, как и сегодня, волной для всех нас. Процессоры, которые впечатляют нас сегодня, через 18 месяцев будут заменены еще более впечатляющими. Закон Мура продолжал действовать благодаря жаждущей публике и впечатляющему отклику со стороны полупроводниковой промышленности. Однако, глядя на темпы инноваций в программном обеспечении, я понимаю, что программное обеспечение никоим образом не подчиняется закону Мура. Во многих программных приложениях трудно даже заметить существенное улучшение в течение десятилетия. Является ли Microsoft Excel экспоненциально лучше, чем 10 или даже 20 лет назад? Даже невероятно впечатляющие технологии имеют очень мало улучшений, не связанных с аппаратным обеспечением. Поиск Google был не лучше, чем аппаратное обеспечение, которое позволяло его использовать в 2000 и 2010 годах.

Хотя было бы преувеличением сказать, что процессоры общего назначения ждали появления Tech Pro, чтобы быть столь же полезными на фабриках, как и в играх, я думаю, что графические процессоры действительно только недавно нашли убийственное приложение, а, может быть, и больше. важно то, что это приложение может фактически позволить программному обеспечению идти в ногу с аппаратными улучшениями. Искусственный интеллект (ИИ) — это концепция, которой уже несколько десятков лет, и которая сейчас является очень актуальной реальностью, по крайней мере, в узком, но мощном смысле. Наша жизнь уже управляется им, и в большинстве случаев методы машинного обучения, такие как глубокое обучение, довели возможности традиционных процессоров до предела. Интересно, что первые доказательства существования сверхчеловеческого ИИ также появились в игровой сфере. Недавний пример был сделан компанией DeepMind (теперь подразделение Alphabet), которая научилась играть в те же самые игры Atari 1980-х годов без явного программирования или надзора за предметной областью. Это стало практичным только благодаря разработке и перепрофилированию быстрых графических процессоров. Теперь эти специализированные чипы графического процессора вмешались и стали основой для обработки всего, от распознавания лиц до мгновенного языкового перевода.

У меня возникает два вопроса.

Как нам поддерживать прогресс, если темпы развития полупроводниковых технологий медленны, в результате чего закон Мура, в свою очередь, замедляется или останавливается?

Я подробно расскажу об этом в одной из будущих публикаций в блоге, но ответы на этот вопрос могут быть разными: от новых материалов и процессов до разработки надежных архитектур квантовых вычислений. Однако второй вопрос возвращает меня к ситуации, аналогичной 1982 году, когда фабрики еще не использовали расширенный сбор данных и вычисления, которые использовались в играх.

В настоящее время фабрики еще не используют ИИ для повышения качества и обеспечения быстрой обратной связи для итерации дизайна.

В некотором смысле эта вторая проблема, которую я хочу помочь решить, может действительно помочь в решении первой проблемы. Закон Мура развился, потому что только люди подтолкнули процесс создания транзисторов все меньшего размера. Но с помощью ИИ действительно может стать возможным, что созданные нами машины также помогут нам избежать конца закона Мура. Я не могу точно сказать, как это произойдет, поскольку такова природа работы объединенного интеллекта. Будет умнее, чем я сейчас. Тем не менее, мы можем себе представить, что математические задачи, которые сейчас требуют академического моделирования и многих лет, могут быть решены в режиме реального времени.

Мы также можем представить, как сделать это на любом производственном участке, продвигая все более быстрые, лучшие и гибкие производственные процессы.

Было бы немыслимо представить ожидания потребителей в отношении ИИ с точки зрения 1980-х годов. Даже в ранних эпизодах Звездного пути многое из этого было частью действия. Это впечатляет. Прямо сейчас мои дети задают вопросы нашему Amazon Echo, и благодаря замечательным достижениям в распознавании голоса и многих других областях машинного обучения он понимает их так, как компьютер Энтерпрайза распознавал голоса Кирка и Спока. О чем мы недостаточно подумали, так это об интеллектуальной фабрике, которая будет производить следующее поколение этих самых компьютеров и устройств. Я с нетерпением жду возможности установить их и увидеть, как выглядит фабрика с искусственным интеллектом. Это будет более продуктивно и драматично, чем фабрика с компьютерами, и мы надеемся, что это снова позволит оборудованию оставаться на шаг впереди.